地表移動觀測站的設計

2022-10-07 13:57:04 字數 2294 閱讀 1886

134科技資訊

科技資訊

資源與環境

岩層與地表移動是乙個非常複雜的過程,受到諸多地質、採礦條件的綜合影響。為了通過實地觀測找到其移動的規律,按一定要求在開採影響範圍內的地表、岩層內部或其他研究物件上設定一系列相互聯絡的觀測點。在採動過程中,定期觀測這些點的位置及其變化情況,從而找到地表和岩層移動的規律。

以下分別對觀測點的設計進行**。

1 設計需要收集的資料

設計地表移動觀測站前,應具備以下資

料:設站地區的井上、井下對照圖和開採計

劃圖,以便確定觀測地區並下開採和地面位置

的對應關係;

設站地區的地質和水文資料,如地形地質

圖、岩層柱狀圖、煤層賦存條件、覆巖的物理

力學性質和水文地質條件等;

設站地區的回採工作面設計資料,如巷道

布置、開採方法、頂板管理方法、開採厚度、

工作面推進速度、回採時間及其周圍開採情

況等;設站地區的井上、井下測量資料,如控

制點、導線點、水準點的座標和高程等;

礦區已有的地表移動資料,如移動角、

最大下沉角和鬆散層移動角等有關引數,若設

站礦區還沒有上述引數,可選用地質採礦條件

相似的礦區的相關引數。

2 觀測站的設計方法

地表移動觀測站大多採用剖面線(一般均為直線)狀與煤層走向垂直或平行。若受地面建築物等設施的限制,也可設計成折線或其他形狀。為了研究整個移動盆地則需布置成網狀觀測站。

下面以線狀觀測站為例來說明觀測線的位置和長度的確定方法。

2.1 傾斜觀測線位置及其長度的確定

傾斜觀測線一般設定在移動盆地的傾斜主斷面上,若回採工作面的走向長度大於為平均開採深度),也可設定兩條傾斜觀測線,但至少應相距50m,且應距開切眼或停採線0.7倍的採深以上。在圖1(a)中,因因此,設計了兩條傾斜觀測線要確定r1r3和r4r6的位置,首先按圖1(c)中的方法確定出e點,r1r3必須設定在工作面推進方向上超過正點的位置,即應滿足式中δ為走向移動角;△δ走向移動角的修正值;h為鬆散層厚度;ho為平均採深;φ為鬆散層移動角。為了確保r4r6在充分採動區,r4r6距停採線的距離d3應滿足式中,φ3為走向充分採動角,沒有充分採動角資料時,應滿足d3≥0.7ho。

同時應保證兩條傾斜觀測線間的距離d2大於50m。這樣即可保證兩條傾斜觀測線r1r3,r4r6均在主斷面上。

傾斜觀測線的長度,應保證線的兩端在不受開採影響的範圍內。傾斜觀測線的長度是在移動盆地的傾斜主斷面上確定的,如圖1(b)所示。圖中ab(或cd)即為傾斜觀測線的工作長度。

由圖可知ab的長度lab為:

式中γ為上山移動角;β為下山移動角;△γ為上山移動角的修正值;

△β為下山移動角的修正值;l為工作面的傾斜寬;

h1、h2為分別為工作面上山和下山邊界的開採深度。

2.2 走向觀測線位置及其長度的確定

走向觀測線應設定在移動盆地的走向主斷面上。當工作面的傾斜寬大於0.9ho時,可只設半條走向觀測線。走向觀測線的位置是在傾斜主斷面上確定的,如圖1(b),從採空區中心按最大下沉角夕劃線與地面相交於o點,通過o點作垂直於煤層傾向的垂直斷面即為移動盆地的走向主斷面,因此,該斷面與地面的交線即為走向觀測線的位置。

走向觀測線的長度是在走向主斷面上確定的,如圖1(c)o首先確定出不受鄰區開採的邊界點e,再按走向移動角確定出9點,並使沿fe方向布設的走向觀測線超出傾斜觀測線2~3個測點間距得g點,fg便是走向觀測線的工作長度。若布設整條觀測線,則圖中hf即為走向觀測線的工作長度。

在沒有最大下沉角的礦區,夕角可按下列公式近似計算:

當煤層傾角α<50°時時,0=90°-tα

式中,k為岩石硬度係數,堅硬岩石取0.7 ̄0.8,中硬岩石取0.6~0.7,軟弱岩石取測點數目及其密度

每條觀測線兩端都應設定觀測站控制點,且每端不得少於兩個;如因條件限制,也可只在觀測線的一端設定控制點,但不得少於3個。相鄰控制點的間距不得小於45m。控制點應布設在觀測線的工作長度之外,且不應受相鄰採區或工作面開採的影響。

在每條觀測線的工作長度之內應布設觀測點,觀測點的密度主要取決於開採深度,表l列出了不同開採深度時觀測點的間距。

地表移動觀測站的設計

潘秋臣(雞西礦業集團地質勘探隊)

摘要:研究地表與岩層移動的方法主要有實地觀測法、理論模擬法和相似材料模型法等。目前最主要的方法仍是實地觀測法,即在受開採影響的地表範圍內,設定專門的地表移動觀測站,通過觀測獲得大量第一手資料,然後對這些資料進行綜合分析,找出各種因素對地表和岩層移動的影響規律,再將這些規律用來解決實際問題。

關鍵詞:地表移動設計中圖分類號:tn

02文獻標識碼:

a文章編號圖1

(a)觀測站平面圖   (b)傾斜斷面圖   (c)走向斷面圖表1

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